Vand. Det findes overalt på Jorden, fra polære iskapper til dampgejsere. Og hvor de finder vand, finder de liv, næsten uden undtagelse.”Når vi finder vand her på Jorden - det være sig isdækkede søer, dybhavs-hydrotermiske ventilationsåbninger, tørre ørkener - hvis der er noget vand, finder vi mikrober, der formår at leve i det,” siger Brian Glaser, en oceanograf hos University of Hawaii i Manoa, studerer astrobiologi.
Derfor var NASAs usædvanlige motto i jagten på udenjordisk liv "følg vandet."
For nylig annoncerede NASA-forskere en fund på Mars: de mørke vandløb, som forskerne har set i sommermånederne på Mars i mere end ti år, viste sig at være et bevis på flydende vand. Mens saltstrømme kan være for overmættede i kloridsalte til at understøtte liv, øger de sandsynligheden for liv på Mars på dette tidspunkt.
Men hvorfor er vand præcist et så vigtigt molekyle i livet? Kunne der være andre ingredienser, der giver den perfekte opskrift på livet på andre planeter?
Det viser sig, at flere kemiske egenskaber ved vand gør det uundværligt for levende ting. Ikke kun opløser vand næsten alt, men det er også et af de få materialer, der kan være fast, flydende og luftformigt i et relativt snævert temperaturområde.
Nuværende liv
Næsten alt liv på Jorden bruger en membran, der adskiller kroppen fra miljøet. For at forblive i live tager kroppen på sig vigtige materialer til at producere energi og filtrerer ud giftige stoffer som affald. I denne henseende er vand nødvendigt, fordi det forbliver flydende ved jordtemperaturer. Når det flyder, giver det en effektiv måde at overføre stoffer fra cellen til cellens miljø på. Det er meget vanskeligere at frigive energi fra faste stoffer (selvom der er mikrober, der spiser sten), siger Glazer.
Salgsfremmende video:
Den anden del af ligningen - udover det faktum, at vand kan transportere stoffer ind og ud af cellen - er relateret til en unik kemisk konfiguration. Det ydmyge vandmolekyle består af to hydrogenatomer bundet til et iltatom.
”Den måde, de kombineres på, gør vand til et vidunderligt universalopløsningsmiddel,” som gør det muligt for det at opløse næsten ethvert stof, siger Glaser.
Dette skyldes primært det faktum, at molekylet har polaritet, hydrogenatomer klynger sig på den ene side af molekylet, danner et positivt område, og ilt i den anden ende danner en negativ ladning. Den positive hydrogenende ender tiltrækker negative ioner (eller atomer med en ekstra elektron i den ydre skal), mens den negative ende tiltrækker positive ioner (som fratages en af deres elektroner).
Vands bemærkelsesværdige opløsningsegenskaber gør det ideelt til overførsel af stoffer som fosfater eller calciumioner ind og ud af cellen.
Vandfaser
Et andet usædvanligt træk ved vand er, at det kan være fast, flydende og luftformigt inden for det temperaturområde, der findes på Jorden. Andre molekyler, der er blevet identificeret som gode kandidater til at støtte liv, har en tendens til at forblive flydende ved temperaturer eller tryk, der ville være uundværlige for de mest berømte livsformer.
”Vand er faktisk et sødt sted,” siger Glazer.
Det faktum, at vand kan være i alle tre faser i et relativt smalt trykområde skaber mange muligheder for livet til at blomstre, tilføjer han.
”Alle tre vandforhold på vores planet skaber en behagelig række levesteder og mikroklima,” siger Glazer. F.eks. Kan frossen is findes i bjerggletsjere, mens vanddamp hjælper med at varme atmosfæren.
Livets vand vugge
Vand kan være mere end en væske, der gør livet lettere - det kan være den beskyttende vugge, der bragte byggestenene i livet til Jorden, siger Ralph Kaiser, en fysiker og kemiker ved University of Hawaii, der studerer astrokemi.
I henhold til en af teorierne om livets oprindelse på Jorden, teorien om panspermia, styrtede iskometer ned i Jorden, hvor de bar små organiske molekyler, der blev grundlaget for livet. Men at rejse gennem rummet er en prøvelse, primært på grund af de kraftige niveauer af stråling, der kan ødelægge delikate organiske molekyler.
Vand i dens faste form kan imidlertid beskytte molekyler mod stråling. "Måske fordi byggestenene blev frosset i vandet, blev det deres beskyttende mantel."
På jagt efter substitutter
Selvom vand er af afgørende betydning for livet på vores egen planet, kan der naturligvis være livsformer, der ikke lever efter jordens regler.
Forskere er også på udkig efter andre væsker, der kunne spille en lignende rolle som et universelt opløsningsmiddel og transportmedium. Blandt de største udfordrere er ammoniak og metan, siger Chris McKay, en astrobiolog ved NASAs Ames Research Center i Moffett Field, Californien. Ammoniak er som vand et polært molekyle relativt almindeligt i universet, men forskere har endnu ikke fundet store organer med ammoniak i solsystemet.
Metan er ikke polær, men det kan opløse mange andre stoffer. I modsætning til vand bliver methan imidlertid flydende kun ved meget kolde temperaturer - ved minus 182 grader celsius.
”Vi ved, at Titan har store søer med flydende metan og etan,” dette er en af Saturns måner, siger McKay. "Så det meget interessante spørgsmål er, om livet kan bruge flydende metan eller ethan."
Ilya Khel